■ 和豐田共同研發(fā)的成果：氫動(dòng)力燃料電池技術(shù)

　　大概在30多年前，寶馬就已經(jīng)開始了將氫氣作為能量載體的研究，2006年的時(shí)候品牌推出了首款量產(chǎn)的可用于日常駕駛的氫動(dòng)力豪華轎車7系Hydrogen，限量100臺(tái)。不過(guò)在當(dāng)時(shí)，氫燃料還是以液態(tài)的形式儲(chǔ)存于燃料罐中，并且V12雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃燒氫燃料來(lái)獲取動(dòng)力。而經(jīng)過(guò)了超過(guò)15年對(duì)氫動(dòng)力燃料電池的研究之后（氫氣并非再用于發(fā)動(dòng)機(jī)直接燃燒，而是轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存在蓄電池中并驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)），寶馬終于在這一技術(shù)領(lǐng)域中尋得了最佳的合作伙伴——豐田，并在其發(fā)展上起到了里程碑式的突破。

『寶馬2006年的時(shí)候就推出了氫動(dòng)力的7系Hydrogen，限量100臺(tái)』

　　在此次寶馬2015創(chuàng)新日期間，寶馬首次展示了集團(tuán)在氫動(dòng)力燃料電池驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的研發(fā)成果，其包括兩臺(tái)以5系Gran Turismo為藍(lán)本的原型車和一臺(tái)僅用作試驗(yàn)的基于寶馬i8打造的超級(jí)跑車。有關(guān)后者，目前僅有的數(shù)據(jù)表明該車最大功率達(dá)到256馬力（188kW），其他數(shù)據(jù)一概不得而知，并且寶馬官方也證實(shí)了該車僅為i系列的試驗(yàn)用車，不會(huì)量產(chǎn)。

1/什么是氫動(dòng)力燃料電池車？

　　氫動(dòng)力燃料電池電動(dòng)車（Fuel Cell Electric Vehicle）簡(jiǎn)稱為FCEV，這項(xiàng)技術(shù)是將儲(chǔ)氫罐中的氣態(tài)氫轉(zhuǎn)換為電流和水蒸氣，然后使用電流來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，這也是它和過(guò)去直接將液態(tài)氫燃燒從而驅(qū)動(dòng)車輛的氫動(dòng)力汽車最大的不同。目前已經(jīng)量產(chǎn)并上市的氫動(dòng)力燃料電池電動(dòng)車僅有豐田Mirai一款，但是考慮到品牌定位的差異，寶馬的氫動(dòng)力燃料電池車產(chǎn)品會(huì)需要更多的研發(fā)時(shí)間以尋求獲取更好的產(chǎn)品品質(zhì)。

『豐田Mirai是目前唯一已經(jīng)量產(chǎn)的氫動(dòng)力燃料電池電動(dòng)車』

　　2013年年初，寶馬集團(tuán)和豐田汽車正式達(dá)成戰(zhàn)略合作關(guān)系，這一合作也正式為了FCEV驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研發(fā)而來(lái)。當(dāng)初的合作目標(biāo)是在2020年之前完成首批經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的組件，目前看來(lái)這一步的進(jìn)度已即將完成。此外，成功推出FCEV量產(chǎn)車的前提條件老生常談，還是要在市場(chǎng)上推進(jìn)氫動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，這也是寶馬集團(tuán)和豐田汽車要在接下來(lái)共同制定行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推動(dòng)發(fā)展的重點(diǎn)方向。

2/寶馬的氫動(dòng)力燃料電池技術(shù)包括哪些組成部分？工作原理？

　　一臺(tái)功率為245馬力（180kW）的電動(dòng)機(jī)、作為臨時(shí)存儲(chǔ)器的高功率電子轉(zhuǎn)換器以及高壓蓄電池，這些很容易理解。前軸和后軸之間的管型氫氣存儲(chǔ)器是整套系統(tǒng)的一大難點(diǎn)，活動(dòng)上推出的兩臺(tái)基于5系Gran Turismo分別搭載了符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基于CGH2 700bar壓力的儲(chǔ)氫罐以及寶馬自由專利的CCH2低溫350bar壓力存儲(chǔ)罐技術(shù)的儲(chǔ)氫罐，前者可以存儲(chǔ)710kg的氣態(tài)氫，而后者僅可以存儲(chǔ)350kg氣態(tài)氫。

　　據(jù)了解，寶馬的下一步會(huì)將FCEV產(chǎn)品全部換成基于CGH2 700bar壓力的儲(chǔ)氫罐。按照官方標(biāo)稱的燃料消耗量計(jì)算，目前寶馬的FCEV產(chǎn)品氫燃料消耗量為1kg/100km，最大續(xù)航里程為710km。

　　另一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)則是燃料電池堆棧，其核心則是特殊的“電解質(zhì)薄膜”。在FCEV產(chǎn)品中，氫燃料并不是利用燃燒來(lái)獲取能量的，而是利用氫氣跟氧氣在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的電荷轉(zhuǎn)移來(lái)形成電流的。用來(lái)拆分氫氣的“電解質(zhì)薄膜”也是燃料電池研究領(lǐng)域金字塔頂端的技術(shù)壁壘。

『燃料電池堆棧是最尖端的技術(shù)，寶馬與豐田合作后，豐田提供該組件』

　　由于氫分子的體積非常小，可以透過(guò)“電解質(zhì)薄膜”的微小孔洞游離到對(duì)面去，在這個(gè)過(guò)程中，兩側(cè)的電極板會(huì)將氫氣拆分成帶正電的氫離子和電子，將氧氣拆分成帶負(fù)電的氧離子和電子，電子在電極板之間形成電流，兩個(gè)氫離子和一個(gè)氧離子結(jié)合成水，這就是反應(yīng)的廢棄物，而這一整套運(yùn)行的邏輯，就是發(fā)電的過(guò)程。

　　寶馬FCEV的整套燃料電池堆棧每一個(gè)均由200-400片“電解質(zhì)薄膜”組合而成，每片的儲(chǔ)電能力為0.52kWh，其總成正是由豐田生產(chǎn)，考慮到豐田僅在燃料電池堆棧技術(shù)上就經(jīng)歷了十幾年的技術(shù)優(yōu)化，其目前的產(chǎn)品已經(jīng)比2008年推出的產(chǎn)品在發(fā)電效率上足足提升了2.2倍，達(dá)到全球頂尖水平，因此直接以合作形式采用豐田的產(chǎn)品無(wú)疑是明智的選擇。

3/充氣方式及效率？

　　目前寶馬擁有自主研發(fā)的全球唯一的一臺(tái)移動(dòng)氫燃料加注站，同樣可以通過(guò)CGH2標(biāo)準(zhǔn)700bar壓力對(duì)FCEV產(chǎn)品進(jìn)行燃料加注，整個(gè)過(guò)程被控制在5分鐘之內(nèi)。目前全世界已有多個(gè)國(guó)家已經(jīng)建立了數(shù)量相當(dāng)可觀的加氫站，但其中的大部分仍為CCH2標(biāo)準(zhǔn)的300-350bar加注壓力。在這些國(guó)家中日本是毫無(wú)疑問(wèn)的最積極者，其在2015年已經(jīng)建立了100座加氫站，而在2025年，全日本的加氫站數(shù)量更是要達(dá)到800座之多。

『寶馬擁有全世界唯一一座移動(dòng)式700bar CGH2等級(jí)快速加氫站』

　　中國(guó)市場(chǎng)上，加氫站建設(shè)的決定權(quán)目前仍然在“兩桶油”手上，根據(jù)寶馬官方的介紹，目前和中國(guó)政府的洽談?wù)�在持續(xù)開展中。早前中國(guó)當(dāng)局已經(jīng)決定建立加注壓力為350bar的CCH2標(biāo)準(zhǔn)加氫站，但由于看到國(guó)際上行業(yè)形勢(shì)均向著更高的CGH2 700bar壓力標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，遂已決定將來(lái)直接建設(shè)700bar壓力的加氫站，并且從2020年起逐步開展加氫站的建設(shè)工作。

4/未來(lái)的展望：即是單一產(chǎn)品，也是車輛架構(gòu)之一

　　目前寶馬的氫燃料電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)仍在持續(xù)研發(fā)中，具體量產(chǎn)車型的上市時(shí)間仍然遙遙無(wú)期，更實(shí)際的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)科技對(duì)寶馬而言仍然可以看做是一項(xiàng)技術(shù)儲(chǔ)備，是其“高效科技”戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。未來(lái)寶馬或許會(huì)推出和5系Gran Tourismo原型車一樣的FECV產(chǎn)品，并不采用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，完全以氫燃料電池驅(qū)動(dòng)車輛行駛，這已是可預(yù)見的。

　　之前提到過(guò)此次推出的基于i8所打造的FCEV超跑車型，雖然作為實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品并不會(huì)量產(chǎn)，但這也預(yù)示著寶馬氫燃料電池驅(qū)動(dòng)未來(lái)同樣會(huì)作為一個(gè)單獨(dú)的組件來(lái)強(qiáng)化現(xiàn)有的車型，就和插電式混合動(dòng)力系統(tǒng)一樣。從官方提供的信息來(lái)看，擁有這項(xiàng)技術(shù)的混合動(dòng)力車型會(huì)帶有一組1000kWh的高壓蓄電池作為臨時(shí)存儲(chǔ)器，而在和傳統(tǒng)的插電式混合驅(qū)動(dòng)方案相比，氫燃料電池驅(qū)動(dòng)技術(shù)在體積上更占優(yōu)勢(shì)，并且其零排放的續(xù)航里程可以更長(zhǎng)，稱得上是最高效環(huán)保的混合動(dòng)力解決方案。（文/汽車之家 黃正橋）

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